基于观念建构的化学课堂教学的思考与实践

洪永健

（晋江市新侨中学，福建晋江362216）

以提高学生科学素养为主旨的化学基础教育课程改革，要求化学教学必须超越对事实性知识的传授，通过引导学生高水平、高层次的思维活动形成化学基本观念。因此，当前新课程教学较之以往传统教学的一个重大改变就是：善于引导学生对化学核心概念与基本原理深入理解，注重学生化学基本观念、基本方法的自我形成。化学基本观念源于所学的具体化学知识，是化学知识在学生头脑中的提炼与升华，观念的建构离不开对具体化学知识的深入学习。事实性的化学知识是构建化学基本观念的必要素材和前提条件，在培养化学基本观念建构的过程中发挥工具和载体作用，这些事实性知识通过不断的概括提炼形成深层的、可内化、可迁移的观念。宋心琦教授认为，使学生能牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化学课堂教学的第一目标。[1]

结合笔者并参考其他教师的教学经验，本文就基于观念建构的化学课堂教学进行了一些思考与实践。

一、化学基本观念的含义

何为化学基本观念？毕华林教授提出：“化学基本观念是学生通过化学课程的学习，在深入理解化学学科特征的基础上所形成的对化学的总体看法和概括性认识。它不是具体的化学知识，也不是化学知识的简单组合，它是学生通过化学学习在头脑中留存的，在考察他周围的化学问题时所具有的基本的观念性的东西，也可以认为是学生所获得的对化学的总观性的认识”。[2]

化学基本观念体系构成：第一，知识类的基本观念：元素观、微粒观、变化观；第二，方法类的基本观念：分类观、实验观、计量观；第三，情感类的基本观念：化学价值观。这些基本观念涵盖了化学在认识物质世界的基本思想方法和思维方式，是辩证唯物主义世界观和方法论在化学科学领域上的具体体现。[3]化学的理论基础是：“元素观”“分类观”“变化观”三大核心观念。“元素观”指出了世界的物质性，即：物质是由元素组成的，同种物质的组成是固定的；在化学变化中元素是守恒的；用元素符号和化学式来描述物质的组成；物质的组成决定其性质。对学生要求其形成“以元素为核心的物质家族观”的“元素观”。“分类观”是指化学物质和化学变化是多种多样的，可以把物质和化学变化以不同的标准进行分类，对物质和变化进行分类研究有利于掌握物质和变化的本质。“变化观”指出物质运动是有规律的，变化充分显示出物质的各种性质，学生需要以不同的视角看待物质间的转化。

二、化学课堂中实施观念建构教学的意义

“观念建构”教学是指在化学观念指引下，学生经过思维活动对化学知识深刻理解和掌握，并通过一步步的反思、概括、提升，不断形成化学的基本观念。在化学课堂中实施观念建构教学，对于学生的学习和发展有如下促进作用：

1.促进学生学习方式的转变。简单记忆大量化学知识是不可能形成化学基本观念的，只有通过自身积极主动探究，在对知识深入理解，并在与老师、同学交流讨论中不断概括提炼而成。

2.增进对知识的深层次理解。化学基本观念的形成是以对事实性知识深入理解为前提的，学生在建构观念中要对概念和原理反复思考、高阶提炼，从而达到由表层掌握到深层理解的转化，促进学生可持续发展。

3.促进知识向能力的转化。由于化学观念是在大量具体化学知识的深入学习、不断提炼下建构的，知识和观念的广泛联系大大增强了知识的应用空间，有效促进知识向能力的转化，提高学生的科学素养。

三、化学课堂中实施观念建构教学策略实践

实践证明，要从事实性知识中概括提炼出化学基本观念，需要经过一个复杂、长期的过程，需要在实际教学中灵活运用教学策略，巧妙建构观念，需要学生高阶思维和丰富情感的积极参与。基于观念建构下的课堂教学中所采取的教学策略和所开展的教学活动直接影响到学生的认知水平和思维能力的提高。促进学生观念的建构，可运用以下教学策略。

1.用问题情境建构观念

建构主义学习观认为：有意义的学习就应该在一个丰富的学习环境中进行，富有吸引力、多维度的问题情境可建立多元的联系，产生多元的理解，创设足够的自我空间建构知识。一个内涵丰富、富有启发的问题能激起学生用现有知识或学习新知识解决新问题的欲望，有效驱动学生进行深层思考。在观念建构教学中要善于把具体事实或核心概念转设成问题情境，引导学生积极探索，自主建构观念。在富有思考价值的问题驱动下组织教学，可有效避免灌输式的教学指导和克服死记硬背式的学习方式。教师在积极创设“问题情境”时，要充分考虑到学生现有知识储备，搭桥铺路、巧设梯度，问题能建立广泛联系、迁移性强、活化率高，只有创设位于学生“最近发展区”和“新旧知识结合点”的问题，才能使学生有目的、有实效地探索，高效自我建构观念。

例如，在学习“常见的化学反应——燃烧”时，笔者选取了全球都会关注的奥运火炬作为情境，巧妙地创设四个“火炬之谜”（即问题）：火炬的燃料、火炬点燃、火炬的外形构造和火炬熄灭，以探究“火炬之谜”贯穿于整堂课。用整合的问题、精巧的设计，将本节课最为本质的四个教学知识点（即可燃物、着火点、与空气接触、灭火原理）串联成一条鲜明的教学主线，师生在共话“奥运火炬”的话题中，轻松地完成知识的迁移、观念的建构。“常见的化学反应——燃烧”的问题情境教学过程如图1所示。

图1 “燃烧”反应的问题情境教学图

问题中心情境的教学策略同样可应用于二氧化碳的实验室制法、自然界中的水、微粒的性质、金属防护和废金属回收等。

2.用实验探究建构观念

化学是一门以实验为基础的自然科学，实验探究所具有的独特优势在于能有效促进学生开创性化学思维品质的形成和发展，自主构建完善的化学知识框架体系。因此，教师在组织实验教学中，应根据学生已有知识和能力，巧设实验情境，以实验为载体引出问题，激发学生好奇心，进而引导学生自主分析、自主探究、自主解决问题，通过实验探究让学生切身体验和感受知识的发生和发展变化过程，自主建构化学基本观念。学生亲身体验实验探究对观察能力的培养、思维品质的形成、化学知识的理解、化学观念的建构，都是其他教学形式所无法替代的。在由浅入深、环环相扣的探究环节设计下激发学生大胆猜想、深入交流研讨和主动探究的欲望，在探究中体会、反思、提升。

在创设实验探究情境进行观念建构教学时，教师事先要做好导学案分发给学生，让他们在实验前做好充分准备，在清晰实验目的的基础上将探究主要任务集中在“猜想与假设”和“设计实验方案”上。而课堂上积极调动小组同学深入研讨和修正，最终确定最优化的实验方案，这样课堂的主要时间都让学生在交流、反思、改进、展示和评价。也可根据教学内容巧设一个真实的实验情境，通过巧设疑惑，引发思考，进而研讨探究方案，实施探究活动。学生在实验情境中形成认知冲突，激发进一步探究的欲望，主动进行思考和探究。在课堂上教师要善于引导，善于在关键处巧设问题，将探究点设置在学生的最近发展区内，在学生难以理解的知识处设置好台阶，降低学生的认知难度，使教学预设符合学生的认知现状，达到了“不愤不启，不悱不发”的境界。

案例：化学实验复习——氢氧化钠变质探究

教师创设一个真实的情境：学校化学实验操作会考时，少数学生在做“酸与碱的性质”实验时，发现往预先滴了无色酚酞的NaOH溶液中逐滴加入盐酸时，除了看到红色逐渐褪去至消失外，还看到了试管中出现了少量气泡，是什么原因造成这一“意外”现象？经过学生讨论思考后得出结论：该NaOH溶液变质了。接下来围绕NaOH溶液变质的问题，引导学生提出以下四个探究问题：（1）如何检验NaOH溶液是否变质？（2）如何检验NaOH溶液是部分变质还是全部变质？（3）部分变质的NaOH溶液中杂质如何除去？（4）如何测定部分变质的NaOH溶液中各成分的质量分数？为解决问题，学生们进行了大量的思考、讨论，自行设计实验方案，自我进行合作探究，自我评价，自我完善。整堂课下来，学生探究热情高，思维活跃，勤于动手，乐于合作，充分体验到科学探究的乐趣。学生自我探究和综合运用知识的能力得到发展的同时，也自主建构了“分类观”“定量观”“转化观”“实验观”等化学基本观念。

实验探究情境的教学策略可应用于金属的性质、质量守恒定律、酸与碱的化学性质、粗盐提纯、溶液配制、溶液酸碱性测定等基础实验。

3.用生活生产事例建构观念

我们知道：在学习理论性知识的过程中，往往是让学生在感知各种各样具体事例的基础上，通过分析、归纳等思维活动掌握同类事物的共同特征。化学概念和原理等理论性知识反映的正是物质及其变化的本质属性和内在规律。在进行化学概念和原理等理论性知识教学时，我们可采取的教学策略：先提供大量的与所学概念、原理有密切关联的具体生活、生产事例，然后引导学生运用对比、辨析、抽象等思维方式对具体事例进行分析，进而概括、归纳出具体事例中同类事物共同的、关键的特征。这种教学策略注重引导学生通过分析、理解、概括，在学生头脑中形成对同类事物关键特征的总体认识。

案例：单质和化合物的教学

活动一：请同学们尽可能多地写出你所知道的物质（能写化学式的请写出化学式）。

学生交流归纳出下列物质：空气、海水、可乐、啤酒、氧气、二氧化碳、五氧化二磷、水、氧化镁、高锰酸钾、过氧化氢、二氧化锰、氮气、铁、氯酸钾……

活动二：请同学们把所写出的物质按纯净物、混合物进行分类。

问题：分完类别后，同学们发现什么规律了吗？

讨论：（1）纯净物都只有一种分子；（2）纯净物可以写出化学式；（3）纯净物或混合物都可能有固、液、气三态……

活动三：请同学们再将纯净物按自己的想法进行分类，说出分类依据。

讨论：（1）按物质状态；（2）按物质性质；（3）按元素种类。

归纳：师生一起分析各类物质的分类依据，归纳出单质是由同种元素组成的，只有一种分子；化合物是由不同种元素组成的，也只有一种分子。根据不同的分类依据有很多种物质分类方法。

活动四：巩固应用练习。

教学效果：学生在教师的引导下，始终在自己的认知水平上进行学习活动，学习积极性被充分调动起来，思维活跃，学习效果明显。学生在环环相扣的活动中都有自己思索的空间，都有新的发现。活动中学生不仅理解了单质、化合物的概念，同时也掌握了混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物等概念间的联系和区别，体会了物质的分类，感受了化学的学习方法，化学的元素观、微粒观、分类观在潜移默化中逐步建构起来。[4]

在学生初步学习某个化学概念时，如物质的变化、元素、酸、碱、盐、反应基本类型、酸碱中和反应等概念教学时，均可采用这种教学策略引导学生自主建构新知识、新观念。

四、实施观念建构的化学教学中应注意的问题

1.防止观念建构过度化

问题情境和探究活动的创设都应该在学生现有认知水平、“最近发展区”基础上，如果过度地追求全面、深入，往往会通过随意拓展知识难度来实现观念建构，以期达到一个“理想、完整”境界，这种不切实际地拔高观念建构的高度，往往让学生无法真正理解知识，自主建构观念。在化学课堂教学中，切不可任意将知识内容前移或增加知识难度来达成基本观念，一定要掌控好课堂教学中观念建构的尺度，要基于课标要求，分析知识内容间的联系，找准知识掌握、方法形成、观念建构的层次水平，再依次分解到各节的教学任务中。

2.防止观念建构盲目化

提倡观念建构的教学就是要改变过度重视表层基础知识学习和死记硬背、简单积累具体知识的做法，但是也不能矫枉过正，不考虑具体内容的特点，盲目追求观念建构——硬要每一节课都要构建某种观念的想法是不可实现的。当然，强调“观念”的建构，并不是削弱化学基础知识和研究方法的学习。化学基础知识与方法和化学基本观念在促进学生全面发展中都发挥着重要作用，都是不可或缺的。基础知识是方法学习、实验探究、观念建构、能力培养的必要载体，而观念的构建反过来又会增进对知识的深层次理解。所以，在课堂教学中必须准确把握知识、方法、观念之间的关系，要依据具体学习内容的特点有选择、有针对性地进行观念建构的教学。

3.防止观念建构形式化

实践证明，观念是在大量的事实、概念、知识的基础上进行加工提炼出来的一种总观性的认识。观念建构不是一个可被简单告知或强加的过程，而是学生在解决具体问题过程中及在反思、评价活动中领悟提炼而逐渐达成，即观念需要在教师有意识的价值引导与学生积极的自主建构中形成。随意创设没内涵、没层次、没价值的问题、情境和活动很难让学生深入理解、概括提炼知识，很难让学生建构出有价值、有深远影响的化学观念。帮助学生建构化学基本观念需要教师精心创设驱动性或开放性问题、生动有趣的教学情境、富有吸引力的探究活动来充分调动学生主动思索、深入理解，在化学知识不断丰富和反复提炼概括中逐步建构化学基本观念。

义务教育化学课程标准指出：“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念。”[5]化学教师要积极成为学生建构化学基本观念的组织者、引导者和践行者，让化学课堂成为化学观念建构的实践平台，使以往的知识教学转变为观念的教学，转变成为教会学生现在会学、以后会用的教学。▲

[1]宋心琦，胡美玲.对中学化学的主要任务和教材改革的看法[J].化学教育，2001(9):9-13.

[2]毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考，2011（6）:3-6.

[3]卢巍.对化学基本观念及“观念建构”教学的认识[J].当代教育科学，2010（9）:62-64.

[4]娄延果.课程标准案例式导读与学习内容要点[M].长春：东北师范大学出版社，2012.

[5]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.